Зональный тип почв сухих степей -- каштановые почвы. Общая их площадь (включая лугово-каштановые) составляет в России около 107 млн. га, или 4,8%. Из них около 30% приходится на каштановые солонцеватые почвы и их комплексы с солонцами. В зоне широко распространены также солончаки и солоди.

Каштановые почвы распространены на юге Молдавии и Украины, по побережью Черного и Азовского морей, в Восточном Предкавказье, в Среднем и Нижнем Поволжье, Казахстане, южной части Западной Сибири (Кулунда); отдельными массивами каштановые почвы встречаются в Средней Сибири (Минусинская впадина, Тувинская котловина) и Забайкалье (Кауричев).

каштановая почва рельеф эрозионный

1. Факторы почвообразования

Каштановые почвы формируются в сухом континентальном климате с теплым засушливым продолжительным летом и холодной зимой с незначительным снеговым покровом. Высота его в разных частях зоны колеблется от 15 до 40 см. Средняя годовая температура воздуха 9° в европейской и 2--3° С в азиатской части России; соответственно изменяется средняя температура января от --5 до --25° и июля от +20 до +25° С.

Продолжительность периода с температурой выше +5° С на западе зоны 215--225 дней, на востоке--150--160 дней. Безморозный период соответственно 180--190 и 110--120 дней. Сумма температур >10°С равняется 3300--3500° в западной части зоны и 1600--2100° в восточной. Осадков выпадает мало: на севере зоны --350--400 мм, в центре -- 320--350 мм и на юге -- около 250--300 мм. В восточных районах осадки составляют 200--300 мм. Больше всего их выпадает летом. В Забайкалье максимум осадков приходится на лето и осень. Часто они носят ливневый характер.

Коэффициент увлажнения в южной части зоны 0,25--0,30, в центральной--0,30--0,35, в северной--0,35--0,45. В наиболее засушливые годы в летние месяцы резко снижается относительная влажность воздуха. Часты суховеи, оказывающие губительное влияние на развитие растительности (Кауричев).

1.2 Рельеф

Непромывной водный режим приводит к аккумуляции на различной глубине карбонатов, гипса и легкорастворимых солей.

В верхней части профиля преобладают бикарбонаты щелочных и щелочноземельных металлов; на глубине 50--60 см отчетливо выделяется карбонатный горизонт, а в первой половине второго метра -- гипсовый; ниже обнаруживается горизонт аккумуляции легкорастворимых солей.

Каштановые несолонцеватые почвы содержат очень мало водорастворимых солей по всему профилю. Плотный остаток водной вытяжки в верхнем горизонте не превышает 0,1%. Значительное накопление солей наблюдается на глубине 120--160 см. В составе их преобладают сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов. Каштановые почвы, развитые на третичных засоленных породах, характеризуются, как правило, сульфатно-хлоридным типом засоления. Более глубокое залегание солевых горизонтов имеют темно-каштановые и наименьшее-- светло-каштановые почвы. В пределах каждого подтипа глубина залегания солевых горизонтов уменьшается с повышением степени солонцеватости и утяжелением механического состава (Кауричев).

Грунтовые воды почти повсеместно залегают глубоко и не оказывают влияние на развитие каштановых почв (Ковриго).

1.6 Выветривание

2.1 Строение профиля

Каштановые почвы формируются под растительностью сухих степей в условиях засушливого климата. В профиле целинных каштановых почв под слоем слабо выраженной дернины А_д выделяется гумусовый горизонт А темно-каштанового, каштанового или светло-каштанового цвета с буроватым оттенком, комковатой или комковато-пылеватой структуры. За ним идет гумусовый переходный горизонт В₁ серовато-бурой окраски.

Ниже расположен горизонт гумусовых затеков В₂, неоднородный по окраске, обычно серовато-бурый, крупнокомковатой или комковато-призмовидной структуры. Под ним залегает иллювиальный карбонатный горизонт В_К буровато-желтого цвета, призмовидной или призмовидно-ореховатой структуры, часто плотного сложения от наличия в нем карбонатов и солонцеватости.

Карбонаты выделяются в виде ярко-белых пятен белоглазки, примазок или мицелия, что связано с провинциальными особенностями образования каштановых почв. Карбонатный горизонт постепенно переходит в почвообразующую породу С, более светлую и однородную по окраске, более рыхлого сложения, с очень редкими пятнами карбонатов или без них, с вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, отдельных кристалликов или прожилок. Глубина скопления гипса и легкорастворимых солей определяется подтипом каштановых почв, а в пределах одного подтипа -- степенью солонцеватости, механическим составом почв, породы и рельефом местности (Кауричев).

2.4 Структура

По данным Н. И. Горбунова (1964), в илистой фракции каштановых почв преобладают минералы монтмориллонитовой группы и гидрослюды в разных сочетаниях. В небольшом количестве имеются гетит, гиббсит.

Вторичные минералы каолинитовой группы в каштановых почвах встречаются редко. В крупных фракциях находятся преимущественно кварц, полевые шпаты, слюды и роговые обманки (Кауричев).

3. Свойства почвы

В составе ППК каштановых почв содержатся поглощенные катионы Са²⁺, Mg²⁺ и Na⁺ (Ганжара).

Реакция темно-каштановых и каштановых почв нейтральная или слабощелочная в верхних горизонтах и щелочная в нижних, а светло-каштановых почв -- соответственно слабощелочная и щелочная (Яскин).

С увеличением доли поглощенного натрия реакция среды становится более щелочной. Распределение ила и полуторных оксидов в профиле каштановых почв равномерное, за исключением солонцеватых разностей. Водно-физические свойства каштановых почв удовлетворительные. Основным лимитирующим фактором возделывания сельскохозяйственных культур является недостаток влаги (Ганжара).

Валовое содержание кремнекислоты в каштановых почвах по всему профилю одинаково (табл. 2). Незначительное скопление ее по сравнению с нижними горизонтами отмечается в горизонте А; более высокое содержание кремнекислоты в этом горизонте отмечается в осолоделых каштановых почвах.

Содержание полутораокисей определяется степенью солонцеватости и осолодения. В каштановых солонцеватых почвах и тем более в сильносолонцеватых, имеющих, как правило, и более отчетливые признаки осолодевания, отмечается заметное увеличение полутораокисей в горизонте В.

2. Валовой состав каштановых почв (% на прокаленную навеску)

В течение года ход температур характеризуется большей амплитудой колебаний, охватывающей более глубокие слои почвенного профиля по сравнению с суточным. Для годового хода температуры характерно наличие двух периодов: летнего с потоком тепла от верхних горизонтов к нижним (период нагревания почвы) и зимнего, когда поток тепла направлен от нижних горизонтов к верхним (период охлаждения почвы). В умеренных широтах максимум среднесуточной температуры почвы наблюдается обычно в июле -- августе, а минимум -- в январе -- феврале.

Почвы различных типов в соответствии с зональностью поступления солнечной радиации, турбулентностью атмосферы и характером растительности имеют свои особенности годичного изменения температуры (табл. 5).

5. Температура почвы различных типов, °С, на глубине 20 см (по А. М. Шульгину)

Воздушный режим почв -- совокупность явлений газообмена почвенного воздуха с атмосферным, передвижения воздуха в почвенном профиле, изменения его состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы.

Наиболее благоприятным воздушным режимом характеризуются хорошо оструктуренные суглинистые и глинистые почвы, а также почвы легкого гранулометрического состава. Имея рыхлое сложение и хорошо развитую систему некапиллярных пор, такие почвы способны быстро пропускать и перераспределять воду и воздух, поступающие в них. Благодаря этому содержание воздуха в корнеобитаемом слое почвы в течение вегетационного периода растений поддерживается на достаточно высоком уровне -- 20...25 % от объема почвы.

Напряженный воздушный режим, вследствие затрудненного газообмена, складывается в почвах с неудовлетворительной структурой и тяжелым гранулометрическим составом. При влажности почвы, близкой к предельно-полевой влагоемкости, содержание воздуха в ней опускается ниже критического уровня и составляет менее 15 % от объема почвы. Существенно затрудняет газообмен почвенная корка, образующаяся на поверхности бесструктурных почв. Отличаясь высокой плотностью и низкой пористостью, почвенная корка уже при влажности 17 % (22,2 % от объема почвы) препятствует нормальной аэрации почвы, способствуя уменьшению коэффициента диффузии СО₂ ниже критических значений (< 0,009 см²/с) (Мамонтов).

3.4.3 Водный режим

Каштановые почвы формируются в условиях непромывного водного режима. Небольшое количество осадков, слабая оструктуренность и высокая плотность профиля каштановых почв не обеспечивают глубокого их промачивания. Осенние осадки промачивают почву не глубже 70--100см, а в отдельные годы -- до 50см. Более глубокое промачивание отмечается на легких каштановых почвах. В весеннее время промачивание почвы может быть до 1,5-- 2м.

Непромывной водный режим и различные глубины промачивания обусловливают аккумуляцию на различной глубине карбонатов, гипса и легкорастворимых солей. В верхних горизонтах плотный остаток водной вытяжки не превышает 0,1 %. Значительное накопление солей наблюдается на глубине 120--160см. В составе солей преобладают сульфаты и км очных и щелочно-земельных металлов. Более глубокое залегание солевых горизонтов имеют темно-каштановые почвы, а наименее глубокое -- светло-каштановые (Ковриго).

3.4.4 Питательный режим

По агрохимическим свойствам и плодородию темно-каштановые почвы уступают черноземам. Запасы гумуса в метровом слое колеблются от 115 до 200 т/га, в том числе 50--60 т/га в слое 0-- 20 см. Запасы валового азота невелики и в пахотном горизонте составляют 3--4, реже -- 5 т/га, в подпахотном горизонте -- в 2 раза меньше. В типе каштановых почв мало доступного азота (2--3 мг/100 г почвы), или не более 2 % его валового количества. Содержание валового фосфора в каштановых почвах не превышает 0,06--0,1 %, но чаще всего обеспеченность почв подвижным фосфором удовлетворительная (10--20 мг/100 г почвы), подвижным калием -- высокая (30--70 мг/100 г). Темно-каштановые, каштановые и особенно светло-каштановые почвы, как правило, отличаются резким дефицитом влаги. Поэтому урожаи сельскохозяйственных культур на них неустойчивые (Ковриго). Бесструктурность верхнего слоя почвы свидетельствует о ее слабой солонцеватости, а корочки и уплотненность горизонта В -- о процессах вмывания коллоидно-илистых частиц из верхних горизонтов почв. В каштановых почвах гумус содержится в горизонтах А и В, поэтому общая мощность его определяется суммарной мощностью горизонтов А+В (Зеликов).

3.5 Степень подверженности эрозионным процессам

Каштановые почвы, особенно легкого гранулометрического состава, подвержены дефляции, что приводит к их физическому разрушению, уменьшению мощности гумусового горизонта, содержания гумуса и других показателей плодородия (Ковриго).

4. Хозяйственное использование данного типа почв

Пахотные земли зоны сухих степей составляют около 10% общей площади пашни в России. В этой зоне находится 12% сенокосов и 10% пастбищ. Поэтому здесь имеются большие перспективы для дальнейшего развития животноводства. В зоне сухих степей сельскохозяйственные культуры часто страдают от засухи и суховеев. Успешное земледелие возможно здесь при условии дополнительного влагонакопления на полях путем снегозадержания, полезащитного лесоразведения и особых приемов агротехники, включающих чистые пары, глубокую зяблевую вспашку, глубокое безотвальное рыхление, а также посев кулис из высокостебельных культур.

На темно-каштановых и каштановых почвах возделывают твердую пшеницу, кукурузу, просо, подсолнечник, бахчевые и другие культуры.

На светло-каштановых почвах без орошения получают невысокие и неустойчивые урожаи. Только в отдельные годы (2--3 в десятилетие) можно собрать удовлетворительные урожаи. Ввод в действие Волго-Донского, Северо-Крымского, Большого Ставропольского и Саратовского каналов, канала Иртыш -- Караганда, а также сооружение Каховской и Приволжской оросительных систем позволяет оросить и обводнить большие площади земель засушливой зоны. Особое внимание должно уделяться отбору земель под орошение и установлению правильных норм полива во избежание вторичного засоления почв. Без полива в южной части зоны осваиваются лугово-каштановые почвы падин и лиманов, наиболее обеспеченные влагой за счет поверхностного весеннего стока. В зоне сухих степей должно найти широкое развитие лиманное орошение. В подзоне светло-каштановых почв отводятся под посев без полива преимущественно почвы. легкого механического состава с более благоприятными водно-физическими свойствами по сравнению с тяжелыми почвами. Они имеют менее плотное сложение и больше доступной для растений влаги. Но в легких почвах мало питательных элементов, и они сильно подвержены ветровой эрозии, поэтому урожаи на них также неустойчивы.

В связи с широким распространением легких каштановых почв борьба с ветровой эрозией здесь играет первостепенную роль. На этих почвах необходимо» широко внедрить почвозащитную систему земледелия, включающую обработку почвы плоскорезами с оставлением стерни, кулисные пары, посев по стерне специальными сеялками. При орошении на каштановых почвах высокое действие оказывают азотные, фосфорные и калийные удобрения; без орошения наиболее эффективны фосфорные удобрения, вносимые в небольших дозах в рядки при посеве.

При освоении новых земель здесь необходимо учитывать следующие агропрризводственные свойства почв: содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, механический состав, солонцеватость, глубину накопленля солевых горизонтов и комплексность.

Лучшими агропроизводственными свойствами обладают темно-каштановые и каштановые несолонцеватые и слабосолонцеватые почвы, некомплексные или в комплексе с солонцами не более 10% и лугово-каштановые почвы.

К почвам с удовлетворительными агропроизводственными свойствами относятся темно-каштановые и каштановые солонцеватые почвы, светло-каштановые несолонцеватые и слабосолонцеватые с невысоким (до 10%) содержанием солонцов. При освоении этих почв особое внимание должно быть направлено на создание благоприятных водно-физических свойств.

Чем сильнее выражена солонцеватость, тем ниже урожай. Поэтому одним из приемов повышения плодородия солонцеватых почв является гипсование. Оно наиболее эффективно на фоне орошения, травосеяния и внесения удобрений.

Темно-каштановые и каштановые сильносолонцеватые, а также светло-каштановые солонцеватые почвы с высоким содержанием солонцов должны использоваться как пастбища с созданием на них хорошего и устойчивого травостоя из засухоустойчивых и солеустойчивых культур (донник, люцерна, житняк и др.). При разработке мероприятий по повышению плодородия каштановых почв необходимо учитывать провинциальные особенности.

В Забайкальской провинции, например, каштановые почвы промерзают на глубину 1,5--2 м, оттаивают весной очень медленно, что увеличивает поверхностный сток. Сухие сильные ветры весной к летом сильно иссушают почву. Осадки выпадают преимущественно во второй половине лета, поэтому сельскохозяйственные культуры в период вегетации нуждаются в орошении.

Особое внимание в этой провинции должно быть обращено на снегозадержание и другие мероприятия, направленные на предохранение почв от глубокого промерзания.

При распашке в каштановых почвах значительно активизируются микробиологические процессы, что приводит к более интенсивному разложению органических остатков и гумуса, особенно в первые годы освоения. Затем скорость разложения гумуса замедляется, и в течение 50--100 лет содержание его практически не изменяется. С распашкой каштановых почв несколько увеличивается отношение С_ГК: С_ФК. Активизация микробиологических процессов улучшает питательный режим: значительно увеличивается содержание нитратов, а также несколько возрастает количество подвижных соединений фосфора.

При правильном освоении каштановых почв снижается их плотность, увеличивается общая пористость, повышаются влагоемкость и водопроницаемость. Все это приводит к улучшению водного режима и повышению эффективного плодородия каштановых почв (Кауричев).

Заключение

Каштановые почвы потенциально плодородны. Урожаи сельскохозяйственных культур лимитирует недостаток влаги. В этой зоне возделывают твердые сорта пшеницы, кукурузу, подсолнечник, бахчевые, виноград, плодовые и другие культуры. Основные мероприятия при использовании каштановых почв можно объединить в следующие группы.

1. Мероприятия по накоплению влаги: снегозадержание, полезащитное лесоразведение, чистые пары, глубокая зяблевая вспашка, глубокое безотвальное рыхление, посев кулис и др.

Орошение каштановых почв позволяет получать гарантированные урожаи сельскохозяйственных культур, резко повышает эффективность органических и минеральных удобрений. На светло-каштановых почвах земледелие без орошения неэффективно, а удобрения вообще не дают прибавки урожая. При орошении появляется опасность вторичного засоления в связи с большими площадями засоленных почв и минерализацией грунтовых вод.

Противоэрозионные и противодефляционные мероприятия в зоне каштановых почв остаются актуальными. Особенно подвержены ветровой эрозии легкие каштановые почвы.

Организация территории зоны сухих степей определяется, в первую очередь, большой комплексностью почвенного покрова. Эффективность использования почв зависит от состава почвенных комплексов, содержания в них солонцов, солончаков, а так же в разной степени солонцеватых и солончаковатых почв. В ряде случаев целесообразно исключение таких почв из пашни и использование их под пастбища (Ганжара).

Список литературы

1. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. - М.: Агроконсалт, 2001. - 392 с.

2. Голубев И. Ф. Почвоведение с основами геоботаники. - М.: Колос, 1982. - 360 с.

3. Зеликов В.Д., Мальцев Г.И. Почвоведение с основами агрохимии. - М., Агропромиздат, 1986. - 238 с.

4. Кауричев И. С., Александрова Л. Н., Панов Н. П. и др. Почвоведение. - М.: Колос, 1982. - 496 с., ил.

5. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. -- М.: Колос, 2000. - 416 с.

6. Макаров В.Т., Ремезов Н.П. Почвоведение с основами земледелия. М.: изд-во московского университета, 1966. 407 с.

7. Яскин А. А., Хабаров А. В., Груздева Л. П. Практикум по почвоведению с основами геоботаники. - М.: Колос, 1999. - 256 с.

Размещено на Allbest.ru